在電力現(xiàn)代化建設(shè)中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導(dǎo)熱性冷卻介質(zhì)廣泛的應(yīng)用于發(fā)電設(shè)備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關(guān)重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務(wù)SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術(shù)實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉(zhuǎn)換芯片，并使用兩種濾波算法的結(jié)合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結(jié)合CPLD技術(shù)，用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅(qū)動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質(zhì)，系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅(qū)動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設(shè)計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術(shù)的SMS業(yè)務(wù)遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設(shè)計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
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摘要:"紅外弱小目標檢測"是紅外搜索跟蹤系統(tǒng)、紅外雷達預(yù)警系統(tǒng)、紅外成像跟蹤系統(tǒng)的核心技術(shù),因此紅外小目標的檢測是當前一項重要的研究課題.目前的發(fā)展方向是研究運算量小、性能高、利于硬件實時實現(xiàn)的檢測和跟蹤算法.該文在前人研究的基礎(chǔ)上,著重研究了Marr視覺計算理論在紅外小目標檢測技術(shù)中的應(yīng)用.從Marr算法的理論基礎(chǔ)——高斯平滑濾波器與拉普拉斯算子的相關(guān)知識以及Marr的計算視覺理論基礎(chǔ)開始,進行了 2G(Laplacian of Gaussian,高斯—拉普拉斯)濾波器、LoG(Laplacian ofGaussian,高斯—拉普拉斯)模板以及 2G濾波器在人類視覺、邊緣檢測、邊緣處理的物理意義以及神經(jīng)生理學(xué)意義方面的分析討論,提出了易于FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)實現(xiàn)的基于Marr計算視覺的紅外圖像小目標檢測方法.該方法可根據(jù)目標大小自動設(shè)計檢測模板,在濾除不相關(guān)的噪聲的同時又保留閉合的目標邊緣,從而檢測出目標.將該方法用FPGA實現(xiàn),滿足了檢測過程中的實時性.考慮到工程中的應(yīng)用,該文對該方法在FPGA中的具體實現(xiàn)給出了設(shè)計總體思路和詳細流程.由于FPGA具有對圖像數(shù)據(jù)的實時處理能力,而且該算法在FPGA中的具體實現(xiàn)中對資源的合理使用進行了綜合考慮,因此該算法能夠?qū)崟r、有效地實現(xiàn)目標檢測.并在此基礎(chǔ)上對小目標的檢測研究前景進行展望.
上傳時間： 2013-07-04
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隨著電子技術(shù)和EDA技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷LD(Programmable Logic Device)、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA(Field Programmable Gates Array)完全可以取代大規(guī)模集成電路芯片,實現(xiàn)計算機可編程接口芯片的功能,并可將若干接口電路的功能集成到一片PLD或FPGA中.基于大規(guī)模PLD或FPGA的計算機接口電路不僅具有集成度高、體積小和功耗低等優(yōu)點,而且還具有獨特的用戶可編程能力,從而實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的功能重構(gòu).該課題以Altera公司FPGA(FLEX10K)系列產(chǎn)品為載體,在MAX+PLUSⅡ開發(fā)環(huán)境下采用VHDL語言,設(shè)計并實現(xiàn)了計算機可編程并行接芯片8255的功能.設(shè)計采用VHDL的結(jié)構(gòu)描述風(fēng)格,依據(jù)芯片功能將系統(tǒng)劃分為內(nèi)核和外圍邏輯兩大模塊,其中內(nèi)核模塊又分為RORT A、RORT B、OROT C和Control模塊,每個底層模塊采用RTL(Registers Transfer Language)級描述,整體生成采用MAX+PLUSⅡ的圖形輸入法.通過波形仿真、下載芯片的測試,完成了計算機可編程并行接芯片8255的功能.
上傳時間： 2013-06-08
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遙測系統(tǒng)由發(fā)射機、發(fā)射天線、接收天線、接收機組成.就遙測發(fā)射系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)的模擬調(diào)制已經(jīng)很成熟,模擬發(fā)射機是利用調(diào)制信號的變化來控制變?nèi)荻O管的結(jié)電容容值的變化,從而改變壓控振蕩器的震蕩頻率來實現(xiàn)調(diào)頻;模擬調(diào)制碼速率、調(diào)制頻偏都受變?nèi)荻O管特性的限制,模擬調(diào)制功能單一、調(diào)制方式不可重組、單個系統(tǒng)調(diào)制頻率不可改變,無法滿足頻率多變的需求;隨著高速器件和軟件無線電技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字調(diào)制發(fā)射機具有調(diào)制中心頻率可調(diào)、頻偏可編程、調(diào)制方式可重組、調(diào)制碼速率高、可實現(xiàn)較高的頻響、可以與編碼器合并擴展功能很強等優(yōu)點,成為今后發(fā)射機的發(fā)展主流.本論文討論了如何利用現(xiàn)場可編程器件FPGA結(jié)合Max+plusⅡ及VHDL語言,在遙測系統(tǒng)中實現(xiàn)了DDS+PLL+SSB模式的數(shù)字調(diào)制發(fā)射機.數(shù)字發(fā)射機設(shè)計主要包括方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計、硬件電路實現(xiàn)及VHDL設(shè)計四個部分.論文中首先分析了目前遙測系統(tǒng)中使用的模擬調(diào)制發(fā)射機的不足及數(shù)字調(diào)制發(fā)射機的優(yōu)點,確定了發(fā)射機的設(shè)計方案;第二章介紹了電子設(shè)計自動化工具及數(shù)字電路設(shè)計方法;第三章詳細討論了組成發(fā)射機的各個部分的原理設(shè)計;第四章著重討論了各個部分的硬件電路實現(xiàn)、VHDL實現(xiàn)部分及設(shè)計的測試結(jié)果;最后總結(jié)了設(shè)計中需要進一步研究的問題.
標簽： FPGA 數(shù)字調(diào)頻 發(fā)射機 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-04-24
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LDPC碼以其接近Shannon極限的優(yōu)異性能在編碼界引起了轟動，成為研究的熱點。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的發(fā)展，目前，LDPC碼已經(jīng)被多個通信系統(tǒng)定為信道編碼方案，并被應(yīng)用到第二代數(shù)字視頻廣播衛(wèi)星(DVB—S2)通信系統(tǒng)中。由于LDPC碼譯碼過程中所涉及的數(shù)據(jù)量龐大，譯碼時序控制復(fù)雜，如何實現(xiàn)LDPC碼譯碼器成為了人們研究的重點。 論文以基于FPGA實現(xiàn)LDPC碼譯碼器為研究目標，主要對譯碼算法選擇、譯碼數(shù)據(jù)量化、定點數(shù)據(jù)表示方式、譯碼算法關(guān)鍵運算單元的FPGA設(shè)計和譯碼的時序控制進行了深入研究。首先分析了LDPC碼的基本譯碼原理和常用譯碼算法。然后重點分析了BP算法、Log-BP算法、最小和算法和歸一化最小和算法，并對四種譯碼算法的糾錯性能和譯碼復(fù)雜度進行比較論證，選出適合硬件實現(xiàn)的譯碼方案。結(jié)合通信系統(tǒng)，對譯碼算法進行仿真分析，確定了譯碼算法的各個參數(shù)值和譯碼量化方案。 在系統(tǒng)仿真分析論證的基礎(chǔ)之上，以歸一化最小和譯碼算法為理論方案，利用硬件描述語言編寫譯碼功能模塊，并基于FPGA實現(xiàn)了固定譯碼長度的LDPC碼譯碼器，利用MATLAB和Modelsim分別對譯碼器進行了功能驗證和時序驗證，最后模擬通信系統(tǒng)完成了譯碼器的硬件測試。
標簽： LDPC FPGA 譯碼器 實現(xiàn)研究
上傳時間： 2013-04-24
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隨著頻率合成理論和高速大規(guī)模集成電路的發(fā)展，信號發(fā)生器作為一類重要的儀器，在通信、檢測、導(dǎo)航等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。特別是在高壓電力系統(tǒng)的檢測領(lǐng)域，常常需要模擬電網(wǎng)諧波的標準信號源對檢測設(shè)備的性能進行校驗，例如高壓電力線路的相位檢測，避雷器的性能檢測，用戶電能表的性能校驗等。為此，本文圍繞一種新型的參數(shù)可調(diào)諧波信號發(fā)生器進行了研究和設(shè)計，課題得到了常州市科技攻關(guān)項目的資助。 本文首先論述了頻率合成技術(shù)的發(fā)展，并將直接數(shù)字頻率合成技術(shù)與傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)進行了比較。然后深入研究了DDS的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，從頻域角度分析了理想?yún)?shù)和實際參數(shù)兩種情況下DDS的輸出頻譜。在此基礎(chǔ)上，詳細分析了引起輸出雜散的三個主要因素，并對DDS的雜散抑制方法進行了仿真研究。最后對參數(shù)可調(diào)諧波信號發(fā)生器進行了軟硬件設(shè)計。 在系統(tǒng)設(shè)計的過程中，本文以Altera公司的FPGA芯片EPF10K70RC240-2為核心，利用開發(fā)工具MAX+PLUSⅡ并結(jié)合硬件描述語言VHDL設(shè)計了一種頻率、相位、幅度、諧波比例可調(diào)的諧波信號發(fā)生器。詳細闡述了該信號發(fā)生器的體系結(jié)構(gòu)，并進行了軟硬件的設(shè)計和具體電路的實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)的性能指標均達到了設(shè)計要求，且具有使用簡單、集成度高等特點。
上傳時間： 2013-05-20
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《計算機組成原理》是計算機系的一門核心課程。但是它涉及的知識面非常廣，內(nèi)容包括中央處理器、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、總線和輸入輸出系統(tǒng)等方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時，普遍覺得內(nèi)容抽象難于理解。但借助于該計算機組成原理實驗系統(tǒng)，學(xué)生通過實驗環(huán)節(jié)，可以進一步融會貫通學(xué)習(xí)內(nèi)容，掌握計算機各模塊的工作原理，相互關(guān)系的來龍去脈。 為了增強實驗系統(tǒng)的功能，提高系統(tǒng)的靈活性，降低實驗成本，我們采用FPGA芯片技術(shù)來徹底更新現(xiàn)有的計算器組成原理實驗平臺。該技術(shù)可根據(jù)用戶要求為芯片加載由VHDL語言所編寫出的不同的硬件邏輯，F(xiàn)PGA芯片具有重復(fù)編程能力，使得系統(tǒng)內(nèi)硬件的功能可以像軟件一樣被編程，這種稱為“軟”硬件的全新系統(tǒng)設(shè)計概念，使實驗系統(tǒng)具有極強的靈活性和適應(yīng)性。它不僅使該系統(tǒng)性能的改進和擴充變得十分簡易和方便，而且使學(xué)生自己設(shè)計不同的實驗變?yōu)榭赡?。計算機組成原理實驗的最終目的是讓學(xué)生能夠設(shè)計CPU，但首先，學(xué)生必須知道CPU的各個功能部件是如何工作，以及相互之間是如何配合構(gòu)成CPU的。因此，我們必須先設(shè)計出一個教學(xué)用的以FPGA芯片為核心的硬件平臺，然后在此基礎(chǔ)上開發(fā)出VHDL部件庫及主要邏輯功能，并設(shè)計出一套實驗。 本文重點研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系統(tǒng)，由于VHDL的高標準化和硬件描述能力，現(xiàn)代CPU的主要功能如計算，存儲，I/O操作等均可由VHDL來實現(xiàn)。同時設(shè)計實驗內(nèi)容，包括時序電路的組成及控制原理實驗、八位運算器的組成及復(fù)合運算實驗、存儲器實驗、數(shù)據(jù)通路實驗、浮點運算器實驗、多流水線處理器實驗等，這些實驗形成一個相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。每個實驗先由教師講解原理及原理圖，學(xué)生根據(jù)教師提供的原理圖，自己用MAX+PLUSII完成電路輸入，學(xué)生實驗實際上是編寫VHDL，不需要寫得很復(fù)雜，只要能調(diào)用接口，然后將程序燒入平臺，這樣既不會讓學(xué)生花太多的時間在畫電路圖上，又能讓學(xué)生更好的理解每個部件的工作原理和工作過程。 論文首先研究分析了FPGA硬件實驗平臺，即實驗系統(tǒng)的硬件組成。系統(tǒng)采用FPGA-XC4010EPC84，62256CPLD以及其他外圍芯片(例如74LS244，74LS275)組成。根據(jù)不同的實驗要求，規(guī)劃不同實驗控制邏輯。用戶可選擇不同的實驗邏輯，通過把實驗邏輯下載到FPGA芯片中構(gòu)成自己的實驗平臺。 其次，論文詳細的闡述了VHDL模塊化設(shè)計，如何運用VHDL技術(shù)來依次實現(xiàn)CPU的各個功能部件。VHDL語言作為一種國際標準化的硬件描述語言，自1987年獲得IEEE批準以來，經(jīng)過了1993年和2001年兩次修改，至今已被眾多的國際知名電子設(shè)計自動化(EDA)工具研發(fā)商所采用，并隨同EDA設(shè)計工具一起廣泛地進入了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)領(lǐng)域，目前已成為電子業(yè)界普遍接受的一種硬件設(shè)計技術(shù)。再次，論文針對實驗平臺中遇到的較為棘手的多流水線等問題，也進行了深入的闡述和剖析。學(xué)生需要什么樣的實驗條件，實驗內(nèi)容及步驟才能了解當今CPU所采用的核心技術(shù)，才能掌握CPU的設(shè)計，運行原理。另外，本論文的背景是需要學(xué)生熟悉基本的VHDL知識或技能，因為實驗是在編寫VHDL代碼的前提下完成的。 本文在基于實驗室的環(huán)境下，基本上較為完整的實現(xiàn)了一個基于FPGA的實驗平臺方案。在此基礎(chǔ)上，進行了部分功能的測試和部分性能方面的分析。本論文的研究，為FPGA在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用提供研究思路和參考方案。論文的研究結(jié)果將對FPGA與VHDL標準的進一步發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
上傳時間： 2013-04-24
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本文對基于FPGA的液晶顯示控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究。設(shè)計中從LCD技術(shù)參數(shù)著手，通過對顯示驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理的研究，設(shè)計出顯示控制系統(tǒng)的框圖及各功能模塊的VHDL程序，通過單片機系統(tǒng)配置FPGA芯片，控制LCD顯示相應(yīng)的漢字和圖形。LCD顯示控制系統(tǒng)由顯示控制電路、顯示驅(qū)動電路和相關(guān)外圍輔助電路組成。顯示控制電路從電路中各個功能模塊所需要的控制時序信號出發(fā)，通過對其工作過程的研究，設(shè)計出控制器、RAM控制器等各功能模塊。顯示驅(qū)動電路從LCD工作所需要的掃描時序信號出發(fā)，設(shè)計出時序發(fā)生電路等各功能模塊。所有的VHDL程序通過了MAX+PLUS—II軟件實現(xiàn)編譯及仿真后，在實際的硬件中調(diào)試通過。
標簽： FPGA 液晶顯示 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-24
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RFID技術(shù)是一種新興的自動識別技術(shù),具有信息量大、讀取距離遠、可同時讀取多張卡片等特點,被廣泛應(yīng)用于門禁、物流、管理等領(lǐng)域. 虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術(shù)和儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物.虛擬儀器充分利用了計算機的運算、存儲、回放顯示及文件管理等智能化功能,同時把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能和面板控件軟件化,使之與計算機結(jié)合構(gòu)成一臺功能完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同,同時又充分享用了計算機軟硬件資源的全新虛擬儀器系統(tǒng). Wiegand協(xié)議和ABA協(xié)議作為一種常用的通訊協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于RFID讀卡器與上位機之間的通訊以及RFID讀卡器與控制器之間的通訊.本設(shè)計的目的是檢測Wiegand協(xié)議和ABA協(xié)議的數(shù)據(jù)通信是否符合協(xié)議規(guī)定,主要包括脈沖寬度、脈沖間隔等.本設(shè)計包含F(xiàn)PGA和上位機軟件兩部分,FPGA上完成對信號的采樣和對采樣數(shù)據(jù)的儲存和緩沖,上位機完成對采樣數(shù)據(jù)的處理,以及波形的顯示.FPGA上的設(shè)計應(yīng)用Verilog語言在Altera公司的Max+PlusII平臺上進行開發(fā).上位機軟件設(shè)計基于NI公司的圖形化編程軟件LabVIEW.
上傳時間： 2013-05-20
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頻率是電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個基本參數(shù)，同時也是一個非常重要的參數(shù)。穩(wěn)定的時鐘在高性能電子系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用，直接決定系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，測頻系統(tǒng)使用時鐘的提高，測頻技術(shù)有了相當大的發(fā)展，但不管是何種測頻方法，±1個計數(shù)誤差始終是限制測頻精度進一步提高的一個重要因素。 本設(shè)計闡述了各種數(shù)字測頻方法的優(yōu)缺點。通過分析±1個計數(shù)誤差的來源得出了一種新的測頻方法：檢測被測信號，時基信號的相位，當相位同步時開始計數(shù)，相位再次同步時停止計數(shù)，通過相位同步來消除計數(shù)誤差，然后再通過運算得到實際頻率的大小。根據(jù)M/T法的測頻原理，已經(jīng)出現(xiàn)了等精度的測頻方法，但是還存在±1的計數(shù)誤差。因此，本文根據(jù)等精度測頻原理中閘門時間只與被測信號同步，而不與標準信號同步的缺點，通過分析已有等精度澳孽頻方法所存在±1個計數(shù)誤差的來源，采用了全同步的測頻原理在FPGA器件上實現(xiàn)了全同步數(shù)字頻率計。根據(jù)全同步數(shù)字頻率計的測頻原理方框圖，采用VHDL語言，成功的編寫出了設(shè)計程序，并在MAX+PLUS Ⅱ軟件環(huán)境中，對編寫的VHDL程序進行了仿真，得到了很好的效果。最后，又討論了全同步頻率計的硬件設(shè)計并給出了電路原理圖和PCB圖。對構(gòu)成全同步數(shù)字頻率計的每一個模塊，給出了較詳細的設(shè)計方法和完整的程序設(shè)計以及仿真結(jié)果。
標簽： FPGA 數(shù)字頻率計
上傳時間： 2013-04-24
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